專利名稱：一種新型鎂合金的制作方法
技術領域：
本發明屬于鎂合金生產技術領域，尤其涉及一種抗拉強度高，延伸性能好的新型鎂合金。
背景技術：
目前，鎂合金工業上熔煉制得得鎂合金其抗拉強度、屈服強度及斷后延伸率等相關的力學性能指標都較低，往往不能滿足一些對這類指標有較高要求的生產后期各種壓鑄成型、熱處理或者高速切削與加工鍛造工序。尤其是在對鎂合金鍛造拉伸的過程中，較低的抗拉強度與斷后延伸率使得鎂合金容易斷裂，造成加工的困難。以CN1670231公開的一種鎂合金為例(組成成分及其重量百分比含量為Al6.5-7.5％、Mn0.20-0.70％、Zn0.40-1.0％、Si≤0.10％、Fe≤0.004％、Cu≤0.05％、Ni≤0.010％，其余威Mg)，其在壓鑄狀態下的抗拉強度為280Mpa，屈服強度為136Mpa，斷后延伸率9％；雖然能夠滿足鍛造汽車輪轂的技術要求，然而抗拉強度與斷后延伸率仍然較低，較難滿足對這類力學性能有更高要求的鍛造生產技術。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種壓鑄狀態下抗拉強度與斷后延伸率均較高的新型鎂合金，其在壓鑄狀態下的平均抗拉強度378Mpa，屈服強度136Mpa，斷后延伸率12％，能夠進一步滿足對鎂合金材料的上述力學性能有更高技術要求的鍛造生產工藝。
為了解決上述技術問題，本發明的主要技術方案為一種新型鎂合金，其組分的重量百分比為Al6.6-7.4％、Mn0.20-0.28％、Zn1.0-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量為Mg。
實現本發明一種新型鎂合金上述技術方案的熔煉工藝主要技術步驟如下先進行配料，保證配料中以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。配料中還包括工業鎂錠、鋁錠、鋅錠、錳粉及鋁鈹中間合金。將鎂錠、鋁錠、鋅錠投入已清渣的坩堝中加塊熔劑熔化，半熔時投入回爐料并加入覆蓋劑，整個熔化過程時間控制在2-6h，且鎂液最終溫度控制在670-690℃；熔化結束后同時加精煉粉與錳粉進行一次精煉，時間控制在25min，溫度控制在680-730℃，結束后對鎂液成分進行取樣分析，合格則進入下道工序，不合格進行成分調整；之后鎂液繼續升溫至730-750℃時加入覆蓋劑和螢石粉，進行二次精煉吸渣作業，精煉時間控制在40min，溫度控制在730-750℃，其后靜置降溫，使熔劑和夾雜物沉降，時間控制在60min，溫度在620-660℃結束，然后再升溫，當溫度達到650-690℃時加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。最后在640-660℃溫度條件下，并在保護氣氛中進行澆鑄，時間一般控制在40-60分鐘。
本發明主要是在現有鎂合金熔煉工藝中通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金在壓鑄狀態下的抗拉強度和斷后延伸率得到較大的提高；其平均抗拉強度378Mpa，屈服強度136Mpa，斷后延伸率12％。與CN1670231公開的鎂合金相比能夠進一步滿足對鎂合金材料的上述力學性能有更高技術要求的鍛造生產工藝；且組分中加入了鈹元素，又進一步增加了鎂合金的抗氧化性。
具體實施例方式
以下結合具體實施例對本發明主要技術方案的實現作進一步描述實施例1以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠375Kg，鋁錠18.6Kg，鋅錠7.9Kg經預處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料606kg，繼續熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在670℃，時間控制在3h。熔化結束后在670℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在680℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至730℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在730℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在620℃。然后升溫，當溫度達到650℃，加鋁鈹中間合金1.5Kg至其全部熔化結束，熔化過程溫度控制在650℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學組分的重量百分比為Al7.2％、Mn0.25％、Zn1.1％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發明壓鑄態下的抗拉強度為365Mp，屈服強度為136Mp，斷后延伸率達到11％。
在本發明的組分中引入鈹元素主要是提高鎂合金的抗氧化性，且只要保證鈹元素在組分中的重量百分含量為0.0005-0.0015％。因此鋁鈹中間合金中，鈹的比例主要是根據其在本發明組分中的上述比重來實際的確定與微量調整(比例一般控制在0.9～1.2％)。以下實施例均如此。
由于在對二次精煉過后的鎂液進行靜置提渣及之后的沉降清除雜質的過程中，可能有部分原料被清除，加上高溫氧化的原因，制成的成品率在95％～96％之間。因此在取樣分析時有可能出現某種成分不符合合金預定配制要求的情況，這時應根據預定的配方，相應加入某些原料再次熔煉，直到取樣分析合格為止。對于以下的實施例均有上述的要求。
實施例2以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠376Kg，鋁錠16.6Kg，鋅錠8.5Kg經預處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料606kg，繼續熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在680℃，時間控制在4h。熔化結束后在680℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在700℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至740℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在730℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在620℃。然后升溫，當溫度達到650℃，加鋁鈹中間合金1.5Kg至其全部熔化結束，熔化過程溫度控制在650℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學組分的重量百分比為Al7.0％、Mn0.25％、Zn1.2％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發明壓鑄態下的抗拉強度為375Mp，屈服強度為136Mp，斷后延伸率達到12％。
實施例3以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠376Kg，鋁錠14.2Kg，鋅錠9.4Kg經預處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料606kg，繼續熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在690℃，時間控制在6h。熔化結束后在690℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在730℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至750℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在730℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在620℃。然后升溫，當溫度達到650℃，加鋁鈹中間合金1.5Kg至其全部熔化結束，熔化過程溫度控制在650℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學組分的重量百分比為Al6.8％、Mn0.25％、Zn1.3％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發明壓鑄態下的抗拉強度為385Mp，屈服強度為136Mp，斷后延伸率達到12％。
權利要求
1.一種新型鎂合金，其特征在于組分的重量百分比含量為Al6.6-7.4％、Mn0.20-0.28％、Zn1.0-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量為Mg。
全文摘要
一種新型鎂合金，其組分的重量百分比為Al6.6－7.4％、Mn0.20－0.28％、Zn1.0－1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005－0.0015％，余量為Mg。本發明主要是在現有鎂合金熔煉工藝中通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金在壓鑄狀態下的抗拉強度和斷后延伸率得到較大的提高；其平均抗拉強度378MPa，屈服強度136MPa，斷后延伸率12％。與CN1670231公開的鎂合金相比能夠進一步滿足對鎂合金材料的上述力學性能有更高技術要求的鍛造生產工藝；且組分中加入了鈹元素，又進一步增加了鎂合金的抗氧化性。
文檔編號C22C23/00GK1869266SQ20061004034
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月17日 優先權日2006年5月17日
發明者陶衛建 申請人:南京云海特種金屬有限公司